DE1120628B - Koksbeheizter Wasserrohrkessel - Google Patents

Koksbeheizter Wasserrohrkessel

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DE1120628B
DE1120628B DEH33357A DEH0033357A DE1120628B DE 1120628 B DE1120628 B DE 1120628B DE H33357 A DEH33357 A DE H33357A DE H0033357 A DEH0033357 A DE H0033357A DE 1120628 B DE1120628 B DE 1120628B
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water pipes
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DEH33357A
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Dr-Ing E H Otto H Hartmann
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E H OTTO H HARTMANN DR ING
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E H OTTO H HARTMANN DR ING
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    • F23B2700/00Combustion apparatus for solid fuel
    • F23B2700/003Combustion apparatus for solid fuel adapted for use in water-tube boilers

Description

  • Koksbeheizter Wasserrohrkessel Seit einigen Jahren wird die Kohle, z. B. Steinkohle, vor ihrer Verwendung im Kesselbetrieb verschwelt, um aus ihr die wertvollen Vergasungsbestandteile für andere wichtige Aufgaben zu gewinnen. Dadurch bleibt für die Kesselbeheizung als Brennstoff nur der schlecht zündbare Koks übrig, der nur schwer zu verwerten ist, denn die bisherigen Kesselbauarten eignen sich nicht für Koksbeheizung, da die leicht zündenden und langflammigen Bestandteile (Gase) dem Koks entzogen sind. Beim Brennstoffwechsel auf Koks geht die Verdampfungsleistung der Kessel üblicher Bauweise erheblich zurück, und da auch die Brennstoffzündung sehr träge ist, waren alle bisherigen, in dieser Richtung liegenden Versuche für den genannten Zweck nicht erfolgreich. Erst in letzter Zeit beschäftigt man sich zwecks Verwertung der großen anfallenden Koksmengen in der Dampferzeugung erneut mit dieser Aufgabe, und es wäre daher ein großer Vorteil, wenn eine Kesselbauart entwickelt werden könnte, durch welche die großen Koksüberschüsse in der Wärmewirtschaft für Verdampfungszwecke vorteilhaft verwendet werden könnten. Man hat bereits versucht, den Koks durch Zufuhr von Dampf und Luft in brennbares Wassergas überzuführen, um auf diese Weise eine gute Verdampfungsleistung in einem damit beheizten Kessel zu erreichen, aber auch diese Versuche waren wegen der geringen Strahlung und Wärmeentwicklung der Gase bisher ohne Erfolg. Die Aufgabe läßt sich nach neuerer Erkenntnis nur dann erfolgreich lösen, wenn der Kessel den Betriebsbedingungen der Koksverbrennung angepaßt wird. Eine solche Lösung wird mit der Erfindung angestrebt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Wasserrohrkessel die Wasserrohre mit ihren unteren Teilen in die glühende Brennstoffschicht hineinragen, wobei das Wasserrohrbündel des ersten Zuges in einzelne voneinander unabhängige Reihen aufgelöst ist, und die Wasserrohre jeder Reihe von Sammlern ausgehen, die quer über dem Rost liegen, und daß zwischen den Wasserrohren breitere Rohrgassen vorhanden sind. in welchen der Koks verbrennt und seine Wärme durch Berührung und Strahlung an die Kesselheizfläche abgibt, und daß ferner an der Eintrittsstelle des Brennstoffes vor dem Wasserrohrbündel ein Vorwärm- und Vorzündraum vorgesehen ist.
  • In diesem Vorwärm- bzw. Vorzündraum werden zur Inbetriebsetzung des Kessels leichtbrennbare Betriebsstoffe eingebracht. Sobald der Brennstoff (Koks) gezündet hat, muß er von hier den zweckmäßig ausgebildeten Feuerräumen zugeführt werden, und zwar werden gemäß der Erfindung die Rohrgassen der Wasserrohre zwischen den einzelnen Wasserrohren zur Lagerung des Brennstoffes über dem Rost erheblich größer als üblich gewählt, damit auch glühender, großstückiger Kops zwischen die Wasserrohre.B treten und der Koks verbrennen kann. Während des Betriebes läßt sich durch entsprechende Maßnahmen in diesen Zwischenräumen eine ausreichende glühende Koksmenge trotz ihrerWärmeabgabe imVerbrennungsraum halten. Zu diesem Zweck muß die Kesselbauart selbst geändert werden. Große zusammenhängende Feuerräume sind in diesem Falle nicht vorteilhaft. An Stelle der unteren üblichen großen Kesseltrommeln werden zur Erzielung des notwendigen großen Rohrabstandes erfindungsgemäß am Kessel über dem Rost zwischen den einzelnen Rohrreihen kleinere, vierkantige oder runde Sammelkammern vorgesehen, von denen die Wasserrohrreihen unten ausgehen. Dadurch lassen sich auch oberhalb der kleinen Sammler zwischen den Wasserrohren größere Brennräume bilden, in welche der Koks im Betrieb ohne zu starke Abkühlung, durch das heiße Kesselwasser vorgewärmt, gelagert wird, womit das Zünden und Ausbrennen des glühenden Kokses unter Einfluß des zugeführten Luftsauerstoffes erleichtert wird. Etwa sich ablagernde Rückstände müssen aus diesen Räumen entfernt werden; deshalb verwendet man vorteilhaft zu diesem Zweck bei einem solchen Kessel einen an sich bekannten Wanderrost, dessen Oberfläche in einem gewissen Abstande von der Unterkante der quer zur Hauptkesselachse liegenden vierkantigen oder runden Sammler angeordnet wird. Die sich bildenden Verbrennungsrückstände, wie Schlacke und Asche, werden dann durch den Transport des Wanderrostes in den Aschfall befördert. Die erforderliche Verbrennungsluft wird zweckmäßig über einen Ventilator sowohl in den Vorschwelraum wie auch in die von einem Teil der Wasserrohre gebildeten Verbrennungsräume des Kokses gefördert. Die jeweils erforderliche Luftmenge kann durch Klappen od. dgl. in der Zuleitung einreguliert werden.
  • Die Aufteilung in untere Sammler an Stelle einer größeren Untertrommel ermöglicht eine größere Rohrteilung als bei letzterer möglich ist. Selbstverständlich muß jeder Sammler mit der Obertrommel durch außerhalb des Feuerraumes liegende Fallrohre verbunden werden, um ihnen einschließlich der Wasserrohre vom oberen Kesselbehälter genügend Umlaufwasser zwecks Kühlung und Verdampung zuführen zu können. Außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß die unteren Enden der Wasserrohre in der Weise ausgeführt werden können, daß je zwei Wasserrohre unten, oberhalb der Verbrennungszone durch eine Gabel zu einem Rohr zusammengefaßt sind. Es könnten unter Umständen auch mehrere sein. Über dem Rost entstehen auf diese Weise in beiden Grundrichtungen größere Gassen zwischen den Wasserrohren, und dadurch wird im Betrieb die Koksbeschickung erleichtert und der Glühzustand des Brennstoffes infolge seiner größeren Masse und der kleinen Heizfläche leichter aufrechterhalten, zumal ja die heißen Kesselflächen auch schon zur Vorwärmung des Brennstoffes beitragen. Die so entstehenden größeren, glühenden Koksmassen können dann bei der Verbrennung leichter ihren höheren Wärmeinhalt durch Berührung und Strahlung an die Wasserrohre abgeben. Zur Zuführung der Verbrennungsluft wird vorteilhaft ein Ventilator vorgesehen, dessen Förderung so geregelt werden kann, daß man sowohl den Vorschwelraum als auch die Räume zwischen den Wasserrohren gut mit der wünschenswerten Verbrennungsluftmenge beschicken kann. Die Kokszufuhr kann im dargestellten Beispiel in den notwendigen Zwischenzeiten vom Bedienungspersonal vorgenommen werden, sie kann aber auch automatisch für eine Entnahme aus einem höherliegenden Bunker eingerichtet werden.
  • Der neue Kessel wird in seinen Einzelheiten beschrieben: Fig.l der Zeichnung zeigt den Kessel in einem aufrechten Längsschnitt; In Fig.2 ist auf der linken Seite ein Querschnitt durch den unteren Brennraum und rechts eine Außenansicht des unteren Kesselteils dargestellt.
  • Der Kessel ist als Wasserrohrkessel ausgebildet und besteht aus einer Obertrommel A, aus einer Reihe von Wasserrohren B und unten aus kleinen, runden oder Vierkantsammlern C. Die Wasserrohre B sind oben in die Wand der Trommel A eingewalzt, und zwar sind oberhalb des Brennraumes je zwei Wasserrohre des Kessels im unteren Teil durch ein Gabelstück G zusammengefaßt. Das andere Ende jeden Rohres, aus einem etwas größeren Rohr bestehend, ist an die untenliegenden Wasserkammern C angeschlossen.
  • In der Seitenansicht kann man je nach der Entfernung der querliegenden Sammelkammern C die Breite der Gassen beliebig ausführen. Von der Kesselfront aus gesehen sind, wie schon erwähnt, je zwei Kesselrohre in ein Rohrstück G zusammengefaßt, so daß man die Zwischenräume auch hier durch Wahl des Abstandes der Kesselrohre beliebig groß halten kann. Man ist also in der Bemessung der Größe dieser Zwischenräume, in welche sich der zu verbrennende Koks zwischen den unteren Rohrenden lagert, nicht so begrenzt. Dadurch wird ermöglicht, daß auch größere Koksstücke ohne Schwierigkeiten in die entstehenden Gassen eintreten und sich größere glühende Koksmengen halten können, ohne daß die Kesselgrundfläche vergrößert werden muß. Mittels der von unten zugeführten Verbrennungsluft läßt sich der Koks auf seinem Rost verbrennen. Im vorliegenden Fall ist ein Wanderrost D gewählt; dabei wird zwischen den unteren runden oder Vierkantsammlern C und der Oberkante der Roststäbe ein Zwischenraum vorgesehen, der es ermöglicht, daß unverbrennbare Teile des Kokses durch die Bewegung des Rostes in den Aschfall L befördert werden. Man kann auch, wenn nötig, mit einem Schüreisen zwischen diese Teile fahren. Der Brennstoff (Koks) wird durch den Vorschwelraum F über den Deckel 1 zugeführt. Der Vorschwelraum F ist mit dem feuerfesten Baustoff ausgekleidet, so daß der Koks auch schon in diesem gezündet werden kann. Selbstverständlich könnte die Brennstoffzufuhr auch durch mechanische Mittel fortlaufend besorgt werden. Für die Zufuhr der Verbrennungsluft wird ein Ventilator M vorgesehen. Durch einen Rohranschluß 2 kann die Verbrennungsluft dem Vorschwelraum und durch Anschluß 3 dem geschlossenen Aschfall zugeführt werden. Die Luftmenge läßt sich durch Drosselklappen 4 und 5 je nach Bedarf einstellen.
  • Der Wasserumlauf in den unteren Sammlern C von der Obertrommel A aus wird durch außenliegende, unbeheizte Fallrohre 6 bewirkt, und zwar erhält jeder Sammler einen Anschluß an beiden Seiten. Der koksbeheizte Kessel unterscheidet sich prinzipiell fast nicht von Dampfkesseln anderer Bauart. Zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers wird ein Rauchgasvorwärmer J und für die Überhitzung ein IJberhitzer H angeordnet. Die Regelung der Beheizung geschieht, wie sonst üblich, durch die Änderung der Brennstoffmenge und er Ventilatorleistung. Sollte ein ausnehmend hoher Schornstein vorhanden sein, so könnte der Ventilator fortfallen.
  • Die in der Verwendung von Koks als Heizmittel für Dampfkessel bestehenden Schwierigkeiten dürften somit beseitigt sein.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Koksmangel auch andere Brennstoffe in einem solchen Kessel mit gutem Wirkungsgrad zu verwenden sind.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Koksbeheizter Wasserrohrkessel, dessen Wasserrohre mit ihren unteren Teilen in die glühende Brennstoffschicht hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserrohrbündel (B) des ersten Zuges in einzelne Reihen aufgelöst ist und die Wasserrohre jeder Reihe von Sammlern (C) ausgehen, welche quer über dem Rost liegen, und daß zwischen den Wasserrohren hinreichend breite Rohrgassen vorhanden sind, und daß an der Eintrittsstelle des Brennstoffes vor dem Wasserrohrbündel ein Vorwärm- und Vorzündraum (F) vorgesehen ist.
  2. 2. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrgassen durch Einfachführung der Wasserrohre gebildet sind und daß oberhalb der Verbrennungszone jedes Wasserrohr als Rohrgabel (G) weitergeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 86 386, 345 278, 429 425, 95 560; österreichische Patentschrift Nr. 158 460; USA.-Patentschriften Nr. 1482 665, 307 599, 387 393; britische Patentschrift Nr. 352 231; deutsche Patentanmeldung p 29148 I a/24 (bekanntgemacht am 2. 6. 1955).
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